Știința, în special chimia, se numără printre cele mai dificile materii în ochii elevilor. Cu toate acestea, nu trebuie să te temi de chimie, programa școlară se concentrează pe cele cinci ramuri „tradiționale” ale chimiei. Acestea sunt: chimia organică și anorganică, chimia analitică, chimia fizică și biochimia. Mai jos am reprezentat cu ajutorul unei diagrame astpectele științifice pe care le abordează fiecare ramură în parte.
| 🧪 Ramura chimiei | 🧬 Ce abordează | 🧑🔬 Ce fac chimiștii din acest domeniu | 💼 Locuri de muncă în acest domeniu |
|---|---|---|---|
| Chimie organică | toată materia bazată pe carbon | Cercetare Lucru în laborator | Industria chimică Industria farmaceutică Industria agricolă |
| Biochimie | studiul compoziției chimice a materiei vii și a proceselor chimice care au loc în organismele vii | Stabilirea/cercetarea de noi descoperiri Îmbunătățirea proceselor de fabricație Studiul organismelor vii la nivel celular | Criminalistică Industria farmaceutică Monitorizarea și investigarea bolilor |
| Chimie anorganică | se ocupă cu studiul elementelor chimice și a compușilor lor, cu excepția celor pe bază de carbon | Cercetarea, îmbunătățirea și dezvoltarea de noi compuși chimici | Industria farmaceutică Industria chimică Industria alimentară Sectorul tehnologic |
| Chimie fizică | studiază fenomenele macroscopice, atomice și subatomice din sistemele chimice, aplicând legile fizicii | Cercetare pentru înțelegerea proceselor chimice | Locuri de muncă industriale Cercetare academică |
| Chimie analitică | se ocupă cu dezvoltarea și aplicarea metodelor, instrumentelor și strategiilor pentru a obține informații despre compoziția și natura substanțelor chimice | Utilizarea echipamentelor specializate pentru a identifica și sorta materia chimică | Bioanaliză Criminalistică Analiză clinică Analiză de mediu |
Chimia organică: bazele chimiei
Chimia organică studiază formele de viață pe bază de carbon. Carbonul este prezent în toate formele de viață cunoscute și este unul dintre elementele esențiale din galaxia noastră și din întregul univers. Așadar, nu este de mirare că acest element este atât de răspândit.
Desigur, cursurile de chimie organică nu se concentrează pe studiile animalelor și plantelor. Acesta este un alt tip de știință. În schimb, această ramură a chimiei studiază materia pe bază de carbon. Le clasificăm în trei grupe: hidrocarburi, halocarburi și materie compusă din carbon.
Orice student la chimie îți poate spune că aranjamentul și numărul de atomi determină compoziția chimică. Unii oameni găsesc aceste lucruri interesante, iar modul în care atomii se leagă între ei și cum reacționează fac din chimia organică o știință fascinantă.
Mecanismele chimice comune se numără în sute.
Elevii de liceu (clasele a XI-a și a XII-a, în special la profilul real – chimie-biologie), ar trebui să cunoască cele cinci cele mai comune mecanisme chimice. Studenții la facultățile de chimie studiază cu atât mai multe. Profesioniștii care lucrează în industrie trebuie să fie capabili să identifice orice reacție chimică. Ba chiar reprezintă o parte esențială a muncii chimiștilor, în special în următoarele industrii:
- produse farmaceutice
- fabricarea de substanțe chimice
- industria agricolă
- producția de alimente
Chimia organică este un pilon al studiilor de biochimie, ce stă la baza altor discipline, cum ar fi studiile medicale, tehnologia și știința mediului. Poate chiar și studierea cosmosului.
Nu doar că suntem noi în univers, universul este în noi.
Neil deGrasse Tyson
Renumitul fizician amintește că aceleași elemente care alcătuiesc universul modelează și alimentează oamenii, alte animale și plantele. Observația sa, despre care se poate spune că este spirituală, subliniază legăturile profunde dintre științe. Atunci când te străduiești să înțelegi chimia organică, te aventurezi să privești misterele universului.
Biochimie: Înțelegerea ființelor vii
O bază solidă în chimia organică îi pregătește pe studenți pentre biochimie. Acest tip de chimie examinează procesele chimice care au loc în toate ființele vii.
Biochimia studiază, de asemenea, funcțiile și interacțiunile moleculelor biologice. Combustibilii, cum ar fi proteinele, grăsimile și zaharurile, au un impact asupra modului în care funcționează organismele biologice. Biochimia examinează aceste procese, pentru a înțelege mai bine sensul vieții la nivel celular.
Multe tipuri de chimie se împart în trei grupe principale. Chimia organică prezintă hidrocarburi, materie compusă din carbon și halocarburi; cele trei grupuri ale biochimiei sunt metabolică, enzimatică și structurală.
Metabolice: reacțiile chimice care susțin viața.
Enzimatic: examinarea proteinelor care alimentează aceste reacții.
Structurale: studiul structurilor pe care celulele le construiesc și le perfecționează.
Ca student la biochimie, vei investiga toate cele trei grupuri. Cu toate acestea, pe percurs îți poți alege specializarea și să te concentrezi pe o anumită grupă. Pentru studiile superioare de masterat, ai putea aplica la un program de Biologie Moleculară și Celulară, de exemplu.
Programele de cercetare biomedicală sunt la fel de populare, și un prilej bun pentru o carieră de succes. Întradevăr o mare parte din activitățiile din biochimie se desfășoară în laboratoare, însă dacă o viață de cercetare în laborator nu ți se potrivește, ia în considerare următoarele cariere:
Biolog al vieții sălbatice
- efectuează recensăminte și cercetări
- studiază bolile faunei sălbatice
- asistă la conservare
Biochimist clinician
- testarea probelor pacienților
- investigarea rezultatelor anormale ale testelor
- ajută la prevenirea și tratarea bolilor
Profesor de științe
- predă concepte științifice de bază
- insuflă principii științifice
- efectuează și supraveghează experimente
Funcționar guvernamental
- coordonează eforturile de mediu
- oferă contribuții la aspecte științifice
- ajută la menținerea siguranței publice
În sine, biologia și chimia sunt științe complete. Studierea oricăreia dintre ele va deschide calea către o carieră plină de satisfacții.
Totuși dacă dorești să îmbini cele două domenii, îți poți extinde domeniul de aplicare pentru un job. Dacă vrei să înțelegi elementele constitutive ale vieții, explorează tot ce oferă cursurile de biochimie. După cum demonstrează acest videoclip, acest tip de chimie are multe de oferit.
Chimie anorganică: Dezvăluirea suprapunerii
Chimia anorganică studiază compușii chimici fără bază de carbon, precum și crearea unor astfel de compuși. Aceștia pot fi vopsele și pigmenți, medicamente, produse combustibile și îngrășăminte.
Afirmația potrivit căreia chimia organică studiază doar compușii pe bază de carbon, iar chimia anorganică doar substanțele fără carbon, este incorectă. Există numeroși compuși anorganici care conțin carbon.
O subdisciplină a chimiei anorganice care studiază materialele cu legături chimice între un atom de carbon și un metal.
Unele materii anorganice pot fi găsite în natură, și cu siguranță ai auzit de multe dintre ele:
- cuarț
- mică
- calciu
- fier
- magneziu
- potasiu
- sodiu
- fosfor
- iod
- argilă
- nămol
- feldspat
Altele sunt de obicei formulate în laboratoare. Acestea includ diverse medicamente, compuși de curățare, agenți frigorigeni și alți compuși chimici utilizați frecvent.
Elevii nu vor face cursuri specializate de chimie anorganică decât începând cu nivelul de licență la o facultate specializată. Totuși, elevii de liceu (în special cei de la profil real) vor parcurge elemente ale acestei ramuri în cadrul cursurilor de chimie generală. Mai exact, vor studia următoarele aspecte:
Elevii claselor IX-X
- baze alcaline
- metale și metale de tranziție
- halogeni
- gaze rare (nobile)
- acizi, baze și săruri
- reacții de neutralizare și titrări acido-bazice
- extracția și utilizarea metalelor
- gaze din atmosferă (compuși gazosi și cicluri naturale)
Elevii claselor XI-XII
- sistemul periodic al elementelor
- reacții redox
- metale și reacțiile lor chimice
- proprietățile halogenilor
- ioni complecși
- reacții de substituție a ligandului
- cataliză și metode de analiză colorimetrică
- elemente de tranziție (proprietăți chimice și aplicații)
Studenții de licență vor aprofunda aceste subiecte, explorând în același timp concepte noi. Această dezvoltare treptată a aspectelor de chimie anorganică îi pregătește pe cursanți pentru o programă de studiu specializată de nivel superior în acest domeniu.
Multe dintre punctele noastre geopolitice actuale se învârt în jurul chimiei anorganice.
Studenții la toate programele de studii superioare în chimie se pot agăța de acest tip de chimie, mai ales dacă cunosc posibilitățile sale de carieră. Acestea includ mineritul și rafinarea pământurilor rare (minerale), dezvoltarea de tehnologii ecologice și ajutorul în proiectarea de cipuri avansate.
Din aceasta, știm că industriile de vârf de astăzi se învârt în jurul materiei anorganice. Așadar, studierea chimiei anorganice te-ar putea plasa în avangarda tehnologiilor de mâine.
Chimie fizică: ce este și cât contează
Chiar și un elev din școala generală care studiază chimie știe că materia este formată din atomi care se leagă între ei pentru a forma molecule. Chimia fizică explică stabilitatea acestor molecule și modul în care reacționează acestea în diverse condiții.
Chimia fizică explică aproape tot ce stă la baza altor tipuri de chimie.
Secretul înțelegerii acestui tip de chimie constă în concentrarea asupra „etichetei” fizicii. Căldura, mișcarea și echilibrul sunt toate domenii de competență ale științei fizice. Sunt exact concepte pe care chimia fizică le explorează, în raport cu știința fundamentală.
Chimia anorganică se suprapune substanțial cu omologul său fizic, în special atunci când studiază comportamentul materiei anorganice. Reamintim că o mare parte din substanțele create (vopsele și compuși de curățare) sunt anorganice. Cum vor reacționa substanțele chimice atunci când sunt amestecate?
Nu amestecați niciodată înălbitor cu amoniac!
Amestecarea hipocloritului de sodiu (înălbitor) cu nitrură de hidrogen (amoniac) provoacă o reacție imediată și potențial toxică. Acești doi compuși anorganici, atunci când sunt expuși unul la celălalt, suferă o rearanjare violentă a atomilor.
Această acțiune generează căldură și provoacă o schimbare de stare (din stare lichidă în stare gazoasă de cloramină). Prezent în cantități suficiente, acest amestec poate chiar exploda.
Este foarte probabil ca primii chimiști care au încercat acest amestec să-i realizeze rapid pericolele. Cu toate acestea, abia după ce chimia fizică a devenit o știință consacrată, cineva a aflat de ce era atât de volatil.
Studierea chimiei fizice
La fel ca în cazul chimiei anorganice, nu vei studia chimia fizică până la admiterea în facultate. Însă, vei aborda aspecte ale acestei ramuri a chimiei pe parcursul studiilor tale în chimie. În special reacțiile chimice, mișcarea și termodinamica.
Specializarea în chimie fizică îți garantează o carieră în cercetare. Te-ai putea alătura unei echipe de cercetare academică sau ți-ai putea găsi locul într-o industrie orientată spre chimie. Acestea se pot concentra pe dezvoltarea de noi substanțe și produse sau pe rafinarea celor existente.
Chimie analitică: Clasificarea materiei
Această ramură a chimiei face exact ceea ce spune și numele său. Analizează materia și substanțele pentru a le cataloga structura și compoziția. Chimiștii analitici nu se preocupă de reacții sau de potențialul pe care îl are o substanță chimică pentru aplicații industriale.
Acești profesioniști folosesc mașini sofisticate pentru a examina, identifica și clasifica probele chimice. Dacă ai urmărit vreodată seriale polițiste sau drame medicale, probabil ești familiarizați cu numele unor astfel de echipamente.
- Spectrometru de masă: un aparat care măsoară raportul masă-sarcină al ionilor
- Microscop electronic: un microscop puternic care utilizează fascicule de electroni pentru lumină
- Analizor de dimensiune a particulelor: un aparat pentru a determina dimensiunea particulelor dintr-o probă
- Cromatograf de gaze: separă și analizează compușii care se pot vaporiza fără a se descompune
Desigur, nu toți chimiștii analitici lucrează în domenii precum criminalistica sau medicina. Această ramură a științei este răspândită în întreaga industrie și are aplicații importante și în domeniul protecției mediului. De exemplu, un chimist analitic poate testa mostre de aer sau apă pentru a identifica și cuantifica eventualii poluanți.
Elevii de liceu au un contact mai frecvent cu principiile chimiei analitice decât cu unele dintre celelalte ramuri ale chimiei. Programa școlară de chimie pentru liceu le cere să efectueze teste calitative și cantitative, inclusiv reacții de precipitare, și să noteze corect rezultatele obținute.
În clasele a XI-a și a XII-a, elevii reiau testele clasice învățate anterior și fac trecerea către metode de analiză instrumentală. La nivel universitar (licență), chimia analitică este aprofundată și pregătește studenții pentru cercetare sau studii de masterat.
Chimia analitică ar fi imposibil de aplicat fără contribuția chimiei fizice. În timp ce chimia analitică se concentrează pe identificarea și măsurarea substanțelor, chimia fizică furnizează tehnicile fundamentale care fac posibilă analiza propriu-zisă.
Stăpânirea elementelor de bază ale chimiei analitice este mai ușoară decât în alte ramuri ale chimiei, în mai multe moduri. Faptul că aceasta este o subdisciplină practică face ca și chimia analitică să fie interesantă, accesibilă și ușor de înțeles.
Toate studiile de chimie promit o carieră sigură și satisfăcătoare. Acest tip de cunoștințe este mereu la mare căutare, iar această cerere este în creștere, în toate tipurile de domenii ale chimiei.
Ți-a plăcut acest articol? Lasă o notă!
Încarc...
